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2022年夏季广州市一次较长时间O_(3)污染的特征及机理分析

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环境科学学报 2024年第3期44卷 268-277页

作者：黄继章高健何钰清高锐裴成磊宋伟李磊张金谱刘南希葛澳琪余美芳郭昊叶子铭广州市环境保护科学研究院有限公司广州510620 中国环境科学研究院北京100012 广东省广州生态环境监测中心站广州510006 中国科学院广州地球化学研究所广州510630 中山大学大气科学学院珠海519082

2022年夏季广州市经历了一次持续时间较长的臭氧污染过程(7月22日—8月1日).针对此次典型污染事件,本文利用大气常规污染物和挥发性有机物(VOCs)组分数据,以及逐小时气象数据、欧洲中心第5代大气再分析资料(ERA5)等气象数据,对本次污染... 详细信息

2022年夏季广州市经历了一次持续时间较长的臭氧污染过程(7月22日—8月1日).针对此次典型污染事件,本文利用大气常规污染物和挥发性有机物(VOCs)组分数据,以及逐小时气象数据、欧洲中心第5代大气再分析资料(ERA5)等气象数据,对本次污染过程的来源及成因进行了解析,进而研究了天气系统、气象要素及区域传输过程对本次臭氧污染事件的影响.结果表明:在污染期间烷烃和芳香烃对VOCs浓度的贡献最大,工业源及溶剂挥发排放源是造成广州市中心城区污染的重要原因;此外,本次污染过程中广州长时间处于副热带高压控制的下沉气流区,由此产生的局地高温低湿、强辐射等气象条件为臭氧的生成、累积及其污染的持续创造了条件;广州市臭氧分布不仅受本地源的影响,还受区域传输影响;不利气象条件下需要建立区域联防联控机制以减少污染.

关键词：广州臭氧污染过程区域传输

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广州市2022年臭氧污染特征与成因分析

中国环境科学 2024年第6期44卷 3100-3110页

作者：黄继章高健余美芳高锐裴成磊杨素霞张金谱宋伟李磊李银松郭昊叶子铭广州市环境保护科学研究院有限公司广东广州510620 中国环境科学研究院北京100012 广东省广州生态环境监测中心站广东广州510006 中国科学院广州地球化学研究所广东广州510630 中山大学大气学院广东珠海519082 广州禾信仪器股份有限公司广东广州510535

选取2022年O_(3)及其前体物观测数据、气象观测数据和ERA5再分析数据,结合基于观测的模型(OBM)和后向轨迹模型,分析了2022年广州市O_(3)污染特征,识别了O_(3)生成控制区及关键敏感型物种,并从O_(3)前体物排放、气象条件和区域传输3个方... 详细信息

选取2022年O_(3)及其前体物观测数据、气象观测数据和ERA5再分析数据,结合基于观测的模型(OBM)和后向轨迹模型,分析了2022年广州市O_(3)污染特征,识别了O_(3)生成控制区及关键敏感型物种,并从O_(3)前体物排放、气象条件和区域传输3个方面开展了O_(3)污染成因分析.结果表明:广州市O_(3)生成以VOCs控制和NO_(x)-VOCs协同控制为主,现阶段VOCs和NO_(x)减排比例应不低于1:1;O_(3)生成对含氧VOCs最为敏感,其次是植物源VOCs(BVOCs)、烯烃、芳香烃和烷烃;2022年广州市O_(3)前体物NO_(x)和VOCs浓度同比下降14.7%和30.4%,但副高强盛、台风外围环流影响频繁叠加强辐射、高温、低湿等不利气象条件和区域传输抵消了广州市本地前体物减排的成效,造成O_(3)浓度上升,其中典型O_(3)污染过程(2022年9月16~22日)气流轨迹由西北、西南方向气团转变为东和东南方向气团,易受到来自周边城市区域传输影响.建议下一步持续推动NO_(x)减排,促进O_(3)对NO_(x)敏感性向正敏感性的转变,同时积极构建区域联防联控机制,降低区域传输贡献.

关键词：广州市臭氧污染基于观测的模型(OBM) 前体物气象条件区域传输

2006-2020年粤港澳大湾区气溶胶和臭氧垂直分布及复合污染特征

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中国环境科学 2024年

作者：王庆邓涛吴兑何国文张雪欧阳珊珊陶丽萍张泽彪吴晟周振暨南大学环境与气候研究院暨南大学质谱仪器与大气环境研究所广东省大气污染在线源解析系统工程技术研究中心中山大学大气科学学院中国气象局广州热带海洋气象研究所广东省区域数值天气预报重点实验室

粤港澳大湾区近年来颗粒物浓度明显下降，但臭氧污染在人为源减排背景下仍持续加重.本研究主要利用2006-2020年大湾区地基、高塔、探空、飞机和卫星等多源观测资料展开分析，研究气溶胶和臭氧以及相关气象条件的三维时空变化特征，特别... 详细信息

粤港澳大湾区近年来颗粒物浓度明显下降，但臭氧污染在人为源减排背景下仍持续加重.本研究主要利用2006-2020年大湾区地基、高塔、探空、飞机和卫星等多源观测资料展开分析，研究气溶胶和臭氧以及相关气象条件的三维时空变化特征，特别关注气溶胶和臭氧垂直分布特征以及边界层低层气溶胶对臭氧浓度影响.研究分析发现，2006-2020年，大湾区地表PM10波动下降(-2.2μg/m3/年)，地表臭氧和1000米内臭氧均波动上升(+0.8μg/m3/年，+0.6μg/m3/年);地表PM2.5自2014年以来波动下降(-1.5μg/m3/年).垂直气溶胶和臭氧分布存在差异与共性，垂直(1000m以内)气溶胶消光系数随高度上升而减少(平均变化速率为-0.06km-1/hm)，臭氧浓度随高度上升而增加(平均变化速率为+1.4μg/m3/hm);共性上垂直气溶胶和臭氧均在夏季达最低值，且两者均在春季自由对流层浓度最高.2006年以来，地表气象要素平均气温上升0.05℃/年，平均相对湿度上升0.44%/年，平均风速下降0.02m/s/年，一定程度上可解释特定年份气溶胶和臭氧浓度同步增长/下降;夏季受南海季风影响，边界层内相对湿度较高，而秋季边界层内温度较高和湿度适中，这种气象条件更有利于光化学反应.基于4年广州塔的臭氧和PM10同步观测结果表明，地表PM10高值出现在夜间，454m的PM10高值出现在午后并与454m臭氧浓度呈强正相关，表现为午后边界层气溶胶的二次反应生成特征，以及这些二次气溶胶对光化辐射的后向散射作用可能是加剧边界层臭氧污染的因素之一.本研究结果将有利于加深大湾区气溶胶和臭氧垂直分布及复合污染特征的认识.

关键词：粤港澳大湾区气溶胶臭氧垂直分布复合污染

亚澳季风区内水汽汇的准两年振荡及其与大气环流的关系

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中山大学学报（自然科学版） 2005年第5期44卷 98-101页

作者：乔云亭简茂球罗会邦中山大学大气科学系∥季风与环境研究中心

利用1950—2000年大气视水汽汇资料,分析了亚澳季风区内水汽汇准两年振荡的变化特征及其与大气环流的关系。亚澳季风区内水汽汇有显著的准两年振荡,其关键区位于西太平洋暖池、孟加拉湾、东南印度洋和西南印度洋.它们对应3种遥相关型。... 详细信息

利用1950—2000年大气视水汽汇资料,分析了亚澳季风区内水汽汇准两年振荡的变化特征及其与大气环流的关系。亚澳季风区内水汽汇有显著的准两年振荡,其关键区位于西太平洋暖池、孟加拉湾、东南印度洋和西南印度洋.它们对应3种遥相关型。当暖池水汽汇偏强时,我国华南为偏北风距平,东亚季风区水汽汇偏弱:印度洋水汽汇距平呈现为偶极子分布,东南印度洋附近水汽汇偏强时,东南印度洋至赤道西印度洋为偏西风距平,赤道西印度洋水汽汇偏弱;孟加拉湾水汽汇偏强时,孟加拉湾至西南印度洋为偏南风距平,西南印度洋的水汽汇偏弱。反之亦然。

关键词：准两年振荡亚澳季风区水汽汇

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亚澳季风区的水汽输送特征

中山大学学报（自然科学版） 2006年第6期45卷 102-105页

作者：乔云亭林美静中山大学大气科学系∥季风与环境研究中心

用1950-2004年NCAR/NCEP再分析资料计算得到逐日垂直积分水汽输送通量矢量Q,然后进行月平均处理,分析了亚澳季风区的水汽输送特征。结果表明,北半球冬季,亚洲季风区低纬地区为东北风水汽输送,它经过赤道偏转为西北风水汽输送,将水汽输... 详细信息

用1950-2004年NCAR/NCEP再分析资料计算得到逐日垂直积分水汽输送通量矢量Q,然后进行月平均处理,分析了亚澳季风区的水汽输送特征。结果表明,北半球冬季,亚洲季风区低纬地区为东北风水汽输送,它经过赤道偏转为西北风水汽输送,将水汽输送到澳大利亚季风区和低纬南印度洋。北半球夏季,澳大利亚季风区和低纬南印度洋为东南风水汽输送,它经过赤道偏转为西南风水汽输送,将水汽输送到亚洲季风区。夏季的水汽输送要比冬季强盛得多。无论是冬季还是夏季,赤道上存在两个显著的水汽经向输送大值区,分别在35°-65°E和100°-135°E。冬季100°-135°E的平均值稍强;夏季35°-65°E的平均值远大于100°-135°E的水汽输送值,这说明夏季索马里越赤道气流在亚、澳季风区之间的水汽交换中占主要地位。两支越赤道水汽输送是相互独立的。每支越赤道水汽输送本身在冬、夏季存在显著负相关,当冬季从亚洲季风区向澳大利亚季风区和低纬南印度洋的水汽输送偏强时,接下来的夏季,从澳大利亚季风区和低纬南印度洋向亚洲季风区的水汽输送也偏强;反之亦然。

关键词：亚澳季风区水汽输送越赤道

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华南大尺度空中水资源时空演变特征

中山大学学报（自然科学版） 2006年第6期45卷 97-101页

作者：简茂球秦晓昊乔云亭中山大学季风与环境研究中心/大气科学系

用1958-2004年NCEP/NCAR再分析资料和中国160站月降水量资料分析了华南年平均大尺度大气水汽汇的时空变化。结果表明:华南地区年平均水汽汇的主要变异区在华南中、东部地区以及华南西南地区。华南中、东部的年平均水汽汇与该地区的年平... 详细信息

用1958-2004年NCEP/NCAR再分析资料和中国160站月降水量资料分析了华南年平均大尺度大气水汽汇的时空变化。结果表明:华南地区年平均水汽汇的主要变异区在华南中、东部地区以及华南西南地区。华南中、东部的年平均水汽汇与该地区的年平均降水一样,存在增加的气候变化趋势,而该地区的蒸发量则有减少的趋势。华南西南部的年平均水汽汇则以年际变化为主。华南中、东部以及西南部的水汽汇偏强(弱)时,东亚沿海上空水汽输送异常强(弱)导致这些地区的垂直积分的水汽通量辐合的增强(减弱)。

关键词：华南大尺度水汽汇时空变化

高架街谷中交通污染物的垂直分布和时变特征研究

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环境科学学报 2024年第8期44卷 70-82页

作者：刘永红付怿昕徐锐姚达文中山大学智能工程学院深圳518107 广东省智能交通系统重点实验室广州510275 广东省交通环境智能监测与治理工程技术研究中心广州510275

为探讨交通、气象因素和街谷高宽比对于高架街谷中污染物分布的影响,本研究于中国广州市开展了两期污染物(PM_(1)、PM_(2.5)、PM_(1)0(分别为空气动力学直径小于或等于1、2.5和10μm的颗粒物)、超细颗粒物(UFP)和黑碳(BC))监测实验.结... 详细信息

为探讨交通、气象因素和街谷高宽比对于高架街谷中污染物分布的影响,本研究于中国广州市开展了两期污染物(PM_(1)、PM_(2.5)、PM_(1)0(分别为空气动力学直径小于或等于1、2.5和10μm的颗粒物)、超细颗粒物(UFP)和黑碳(BC))监测实验.结果表明,1期实验(高度不对称街谷)BC、PM_(1)、PM_(2.5)和PM_(1)0的整体浓度分别为(3.0±2.2)、(27±13)、(34±15)和(59±27)μg·m^(-3);2期实验(深窄街谷) BC、PM_(1)、PM_(2.5)和PM_(1)0的整体浓度分别为(2.2±0.7)、(19±5)、(26±6)和(59±21)μg·m^(-3);UFP浓度分别为13.57×10^(3)和18.35×10^(3)个·cm^(-3).1期实验PM_(1)、PM_(2.5)、PM_(1)0和UFP的每日垂直剖面均呈现从地面道路至高架桥处先降低后升高,而后缓慢降低的相似规律,从高架桥至顶端,污染物浓度平均变化了-5.9%、-4.7%、1.4%和-4.8%;由于对车辆排放的高敏感性,BC的每日垂直剖面分布规律无一致性.此外,街谷高宽比通过影响隔音屏障设置和流场分布,进而影响高架桥上方的污染物扩散,改变了污染物的垂直剖面分布.分析污染物时间变化规律,发现颗粒物的小时变化主要归因于交通排放的日变化和大气边界层的综合影响;UFP和BC有着不同于颗粒物的日变化趋势,分别归因于午后光化学反应和道路车辆瞬态排放.进一步分析污染物变化和车流量相关性表明,污染物的日变化特征与交通变化过程联系紧密,且高峰期和交通构成对不同污染物的影响具有差异性.这些发现可为城市交通管控和人群健康改善提供参考.

关键词：街道峡谷高架桥交通排放垂直分布时变特征

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华南春旱特征及其与水汽输送的关系

中山大学学报（自然科学版） 2010年第2期49卷 125-129页

作者：乔云亭周鑫简茂球黄威中山大学大气科学系/季风与环境研究中心广东广州510275

利用1979-2005年华南47个基准站降水资料及由NCAR/NCEP II再分析资料计算所得的水汽输送通量资料,对华南春季降水特征及其与水汽输送的关系进行研究,结果表明:华南春季降水可以110.5°E为界划分为两个区域,以东区域为华南I区,以西区域... 详细信息

利用1979-2005年华南47个基准站降水资料及由NCAR/NCEP II再分析资料计算所得的水汽输送通量资料,对华南春季降水特征及其与水汽输送的关系进行研究,结果表明:华南春季降水可以110.5°E为界划分为两个区域,以东区域为华南I区,以西区域为华南II区。I区降水具有显著的下降趋势,即干旱趋势显著;而II区降水下降趋势要弱得多,未超过信度检验。此外,I区降水在1994年发生突变,由多雨期突然跃变到干旱期。华南春季水汽主要来源于南海和西太平洋,并经中南半岛转向输送到华南,当南海中北部的偏南水汽输送偏弱(强)时,I区降水偏少(多),I区偏旱(涝),当南海西南部-中南半岛南部的偏南水汽输送偏弱(强)时,II区降水偏少(多),II区偏旱(涝)。

关键词：华南春季降水水汽输送

1998年长江流域洪水期大气季节内振荡特征及机理研究

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中国科学（D辑） 2004年第6期34卷 562-572页

作者：陈桂兴黎伟标袁卓建温之平中山大学大气科学系季风与环境研究中心广州510275

1998年夏季长江流域洪涝灾害的发生与低纬和中高纬低频气旋在长江流域附近地区的汇合过程有关. 用包含18个动力热力因子及南北边界效应的局地经向环流线性诊断模式将各因子作用分解开来, 并根据1998年的NCEP再分析资料找到造成不同纬度... 详细信息

1998年夏季长江流域洪涝灾害的发生与低纬和中高纬低频气旋在长江流域附近地区的汇合过程有关. 用包含18个动力热力因子及南北边界效应的局地经向环流线性诊断模式将各因子作用分解开来, 并根据1998年的NCEP再分析资料找到造成不同纬度低频气旋的产生、经向传播及相互作用的主要过程. 基于数值模式的定量分析结果, 表明低纬地区低频气旋的产生和传播主要与强积云对流有关的潜热加热、反映越赤道气流影响的边界效应及热量垂直输送作用有关; 而中高纬地区低频气旋的产生和传播则主要与反映西风带扰动的西风动量水平输送和温度平流作用有关, 西风带扰动主要体现为鄂霍次克海阻塞高压及东南侧的切断低压. 高低纬低频气旋在长江流域附近地区的合并, 不但为长江流域发生洪涝提供所需的抬升条件, 也为南海地区低层低频反气旋的形成创造了有利条件. 在来自南海低频反气旋西北侧的暖湿气流和位于长江流域的低频气旋上升运动的共同影响下, 长江流域发生了百年一遇的特大洪水.

关键词： 1998年长江流域洪水期季节内振荡对流活动低频环流洪涝灾害